1. Свръхтънки листи от студено валцуване
Свръхтънките листи имат дебелина от 0,15 до 0,35 мм и се валцуват във вид на широки листи на прокатни линии от пет или шест високоскоростни стана с последваща галванизация за производство на така наречена бяла ламарина.
Валцуването се осъществява с използване на емулсии, съдържащи полуустойчиви мастни компоненти — така наречено непосредственно използване на диспергирани наситени адсорбционни масла (рис. 1).
Преди покриване с калай остатъци смазочен материал трябва да бъдат отстранение на специален електролитна установка. В случаи на непосредствено приемане на природни мазнини, такива като палмово масло или животинска мазнина се приготвя 10 или 20%-на емулсия — капки масла с размер 50 мкм в абсолютно мека вода в големи смесители. Мазнината и водата се отделят при възвратно преминаване, филтрира се и използва повторно. Регенерираното масло може да се използва за валцуване до достигане на киселинно число около 20 мг КОН/г. При използване на полуустойчиви емульсии концентрацията на мастния компонент се намира в предели от 3 до 6%, като водата трябва да бъде абсолютно мека (рис. 2). Размерът на капките в тези емулсии е 10—50 мкм. Използването на такива емулсии се явява по-икономично.
2.Студено валцуване на листи от високолегирани стомани
Високолегирана и особено висококачественна неръждаема стомана се валцува на мултиролкови мелници. В този случай се използват смазочни материали, несмесими с вода. Поради това че висококачественните неръждаеми стомани образуват значително по-малко количество окалина, преди студеното валцуване те се байцват за намаляване на износването. Аустенитна стомана обикновено се байцва със киселинна смес, не съдържаща солна киселина, а феритните стомани — със солна киселина.
Скоростта на валжуване зависи от дебелината и качеството на сплавта и може да достигне до 500 м/мин. В някои случаи, например при валцуване на висококачественни неръждаеми стомани, дебелината на горещата ламарина може да се намали на 85% за 11 преминавания без междинно отгряване. За повишаване на качеството на ламарините се използва отгряване, байцване и повторно валцуване.
Правилният избор на смазочен материал за валцуване оказва влияние на качеството на ламаринените повърхности. Използването на високовискозитетни смазочни материали води до получаване на матови повърхности даже на полирани и на матови валци. В случаите на висококачественни неръждаеми стомани това практически винаги е нежелателно, във връзка с това се предпочита да се отдава внимание на минерални масла с вискозитет 15—20 мм2/с при 20 °С, с близки температури на кипене. При използване на масла с по-нисък вискозитет могат да възникнат проблеми, свързани с интензивно изпарение.
Тъй като маслата за мултипрокатните станове се използва и в лагерите на валците, присадките трябва да бъдет применяеми за всякакви случаи. В случаи при валцуване на двадесетвалцеви високоскоростни станове нормата на подаване на смазочен материал на валците при температура 40 °С е 600—1000 м3/ч, а на лагерите — 200—250 м3/ч, работното налягане за смазване на валците съставлява 12 атм, а на лагерите — 6 атм. Филтрацията на смазочния материал се осъществява, чрез метода на флотационна филтрация, защото се изисква получаване на висококачественна повърхност след валцуването. Достиганата финност при филтрация съставлява не по ниско от 2 мкм, а съдържанието на примеси да не превишава 10 мг/л (включително съдържание на твърди). На рис. 3 е приведена схема на мултипрокатен стенд тип Сендзимир.
3. Валцуване на алуминиеви листи
Лети пръти с дебелина 200-600 мм се подлагат на горещо валцуване на обединени в една прокатна линия два или петвалцови високоскоростни стана до дебелина 10-20 мм, а след това механично се отстранява оксидния филм и повторно се валцува, като дебелината се намалява до 6-2 мм. Повторно валцуване може да се осъществи на два или четири високоскоростни стана. Горещо валцуване се извършва без емулсия. Листи или ламарини се валцуват, чрез студено валцуване до дебелина от 3,0 до 0,1 мм, а в случаи на фолио с дебелина до 5 мкм се използват нисковискозитетни масла, несмесими с вода.
3.1. Горещо валцуване на алуминий
Преди валцуване слитъците се нагряват до 450—580 °С в зависимост от състава на сплавта и дебелината. При повторн валцуване със скорост 180-300 м/мин и при по- висока скорост на прокатните линии валцуването се осъществлва с използване на стабилна ямулсия с начална концентрация 2-6%, и температура на входа 35—60 °С; като температурата при последното преминаване се намира в предели от 230 до 280 °С. Основен концентрат се явява минерално масло или синтетични въглеводороди с полярни добавки (сложни естери, мастни киселини и спирт), при необходимост — с противоизносни присадки. Мастните киселини образуват алуминиев сапун, които може да доведе до пробуксуване на валците и да предизвика потъмняване на метала, затова те се използват в много малки количества. Тук е необходима смазка осигуряваща високо качество на металната повърхност, като образува еднороден тънък филм от алуминия (покритие при валцуване) на работните валци. При малка дебелина на покритията възникват не съвсем благоприятни и често нестабилни триещи условия. От друга страна, при по-висока дебелина на покритие на валците може да извърши преплъзване, което да доведе до залепване на проката и повреда на повърхностите. За предотвратяване в процеса на работа е необходимо да се отстранява излишния алуминий с помощта на цилиндрични четки. За получаване на определн профил е необходим внимателен температурен контрол и непрекъсната работа на валците и точно дозирано подаване на эмулсия. Анализ на емулсията и нейната филтрация се изпълнява така, както и в други процеси. Разпределението на частиците се разглежда, като тест за стабилност на емулсията. В случаи на валцуване на алуминий за избягване на повърхности дефекти е необходимо да се отделя голямо внимание на съвместимостта на смазочните материали и хидравличните течности с използваните емулсии.
3.2. Студено валцуване на алуминий
След меко отгряване при температура 370-430 °С окончателно валцуване се осъществява на линии за студено валцуване с широка лента със скорост 2700 м/мин. Дебелината на листа се намира в предели от 0,1 до 3,0 мм, но основната маса на валцувания материал е с дебелина 0,6 мм, която се достига за два или седен прохода.
Независимо от преимуществата при добро топлопредаване, понижената взривопожаробезопасност, незначителните разходи за осигуряване безопасност на работните места, използването на водосмесими масла за валцуване практически е невъзможно поради такива трудноконтролируеми фактори, като образуване на петна в резултат от поява на влага на валцуваното руло и водородната крехкост на работните валци. Изискванията към смазочните материали за студено валцоване са приведени в табл. 1 в намаляващ порядък.
Таблица 1 Изисквания към смазочни материали за студено валцуване
Осигуряване на висока качественна повърхност
Значително намалена дебелина на проката
Отсъствие на петна
Отсъствие на смолообразуване
Висока филтрация
Взривопожаробезопасност
При разработка на смазочен материал за валцуваналента особено внимание се отделя на основата. В частност, за това предназначение добри примери са пределните въглеводороди с не много висок вискозитет, което позволява да се избегне получаване на матова повърхност. Най- добри характеристики на базово масло се явяват пламна температура над 85 °С и вискозитет от 2 до 4 мм2/с при 20 °С. Най- разпространени присадки се явява нормален спирт, киселини и сложни естери с дължина на веригите от 10 до 14 въглеродни атома, като инхибитори на окисление. Ниво на активация, по принцип не превишава 5%.
Избор на базово масло и окончателна композиция се провеждат на основание изпитания при 300 °С. Необходимо е да се осигури дестилация на масла за очистка, при това е желателно, за да може присадките, влизащи в състава на композицията да имат близка основа с температурата на кипене и да се дестилират с нея. Компоненти с по- висока температура на кипене в сравнение с основата остават в остатък заедно с абразив и други замърсители.
При отсъствие на такива системи се използват флоатационни филтриращи системи с използване на инфузорна пръст, в която при необходимост се добавя избелваща пръст. Изпитвани са и други методи за чистене без филтрация.
По принцип масла за валцуване на фолио се отличават от масла за валцуване на ленти само по по- ниското съдържание на присадки, а понякога и по по-нисък вискозитет и понижено съдържание на ароматни компоненти, което осигурява безвредно използване на фолиото за хранителни продукти.
Валцуване едновремено на две заготовки фолио, разположени едно над друго, позволява да се произвежда фолио с дебелина примерно 5—6 мкм без разкъсване на изходен материал при валцуване. За предотвратяване на слипване при навиване в руло се използват ниско кипящи въглеводородни съединения без ароматни компоненти. След валцуване двата образеца фолио се разделят. При такова валцуване едната страна на фолиото (обърната към работния вал) се получава блестяща, а другата (обърната към образеца) — матова.
Както и в случаи на горещо валцуване, за избягване образуване на петна се използват същите специални синтетични смазочни материали и хидравлични течности, както и на прокатните машини за студено валцуване. При студено валцуване следва да се отчита също така проблема за разширение на работните площадки поради маслените пари и разпръскване на масло.
4. Валцуване на други материали
Мед и медни сплави се валцуват чрез горещ способ с използване на вода, т. е. без използване на специални смазочни материали, като понякога се използват устойчиви емулсии с малко количество мастни компоненти. За студено валцуване обикновено се използват устойчиви емулсии, съдържащи наситено адсорбционно масло и синтетично сложни естери. Медът и медните сплави се явяват по благородни метали, в сравнение с желязото и алуминия, което оказва влияние на триещите условия. При всички обстоятелства следва да се избягва образуване на петна (особено на декоративни повърхности) от приемане на емулсий или неговите компоненти. Голямо внимание се отделя за избягване на серосъдържащи съединения. Освен това, остатъци смазочен материал трябва да се изпарява в среда от инертен газ, а след отгряване не трябва да оставя никакви остатъци (температура на отгряване за мед 310-480 °С, а за месинг 540-650 °С).
Титанът се валцува в сух вид, чрез горещо валцуване, а при студено валцуване се използват мастни масла.
Цинкът често се подлага на сухо полугорещо валцуване при температура 200 °С или студено валцуване с използване на малко количество емулсия или нисковискозитетно масло, съдържащо полярни компоненти. При студено валцуване и нагряване от 120 до 150 °С смазочния материал напълно се изпарява, в следствие на което необходимост от филтрация отсъства.
Олово и калайобикновено се подлагат на студено валцуване. При валцуване на особенни сплави (припой и подобни материали) се използват специални нисковискозитетни смазочни материали.
Волфрам и молибден се валцуват при висока температура в среда от инертен газ за избягване на окисление на метала при високите температури. Алтернативен методо се явява покритие с глазура. Полугорещо и студено валцуване се осъществява с използване на твърди компоненти или силно полярни масла с присадки.
Сплави на никел и кобалт сеподлагат на сухо валцуване. Студено валцуване на многовалкови машини е аналогична на студено валцуване на стомани, което се отнася и към използваните при това смазочни материали.
